Fotowoltaika zrewolucjonizowała świat pod kątem wykorzystania Odnawialnych Źródeł Energii. Jednak czy wiesz, jak to wszystko się zaczęło i kto wynalazł panele fotowoltaiczne?
Dziś nikomu nie trzeba tłumaczyć, czym jest fotowoltaika ? jej rozkwit możemy obserwować od wielu lat, zarówno w Polsce, jak i na całym świecie. Klienci indywidualni, firmy i rolnicy korzystają z dobrodziejstw energii słonecznej, zapewniając sobie nie tylko oszczędność finansową, ale też niezależność energetyczną. Jak wszyscy dobrze wiemy, to właśnie dająca bezpieczeństwo niezależność w dzisiejszych czasach jest na wagę złota. Czy wiesz jednak, jak daleko sięgają korzenie fotowoltaiki i kto wynalazł panele fotowoltaiczne? Zapraszamy na krótką podróż do przeszłości ? śladami fotowoltaiki.
Początki fotowoltaiki ? XIX i XX wiek
Fotowoltaika kojarzy się z nowoczesną technologią przyszłości ? mimo to jej początki przypadają na pierwszą połowę XIX wieku. Jak wiele przełomowych wynalazków, fotowoltaika istnienie zawdzięcza przypadkowi. Cofnijmy się do roku 1839, w którym francuski fizyk Alexandre Edmond Becquerel eksperymentował z elektrodami metalowymi i elektrolitem. Podczas tych eksperymentów odkrył wzrost przewodnictwa elektrycznego pod wpływem podświetlenia. Zjawisko to dziś nazywamy efektem fotowoltaicznym. Choć ówcześnie odkrycie nie odbiło się szerokim echem, popchnęło Paryżanina ku dalszym badaniom.
Kolejnym istotnym punktem na osi historii fotowoltaiki było odkryciem dokonane przez brytyjskiego fizyka Williama Grylls Adamsa niecałe czterdzieści lat później. W 1876 roku Adams i jego uczeń Richard Evans Day zauważyli, że wykonane z selenu materiały wytwarzają impuls elektryczny, gdy wystawi się je na ekspozycję światła. Podobnie jak w przypadku Becquerela, to odkrycie było impulsem dla brytyjskich naukowców do zgłębiania wiedzy.
Na początku XX wieku na fotowoltaiczną scenę wkroczył nie kto inny, jak sam Albert Einstein. W 1904 roku Einstein opublikował pracę naukową opisującą naturę światła i efekt fotowoltaiczny, wykazując, że światło to strumień fotonów, a każdy foton zawiera kwant energii. Naukowiec został nagrodzony za swoje odkrycia Nagrodą Nobla w 1921 roku. Jego teorię poparł kilkanaście lat później Robert Millikan ? amerykański laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki za wyznaczenie ładunku elementarnego i prace nad zjawiskiem fotoelektrycznym.
Kto wynalazł panele fotowoltaiczne?
Przechodząc do kwestii samych paneli fotowoltaicznych, nie sposób nie wspomnieć o Janie Czochralskim ? polskim chemiku i metaloznawcy, który w 1916 roku opracował metodę produkcji krzemu monokrystalicznego. To właśnie ona umożliwiła powstanie monokrystalicznych krzemowych ogniw słonecznych ponad 20 lat później. Co istotne, tak zwana Metoda Czochralskiego jest nie tylko najstarszą, ale też jedną z najpopularniejszych metod wykorzystywanych na całym świecie do dziś przy produkcji paneli słonecznych.
Pierwszy panel fotowoltaiczny został stworzony w 1954 roku w oddziale badawczym Bell Laboratories. Dzięki wykorzystaniu krzemu w tworzeniu ogniw słonecznych sprawność pierwszego panelu PV wynosiła 6%. Panel posłużył do zasilenia zabawowego wiatraka oraz radia. Jego twórcami są Gerald Pearson, Calvin Fuller oraz Daryl Chapin. Osiągnięcie tej trójki naukowców został opisane przez magazyn The New York Times jako ?początek nowej ery prowadzącej ostatecznie do realizacji wykorzystania niemal nieograniczonej energii słońca do zastosowań cywilizacyjnych?.
NASA i fotowoltaika
Choć potencjał energii słonecznej zauważono już w połowie XX wieku, technologia ta nie była w zasięgu typowego Kowalskiego. Ceny fotowoltaiki ówcześnie były astronomiczne ? i to dosłownie. Na wykorzystanie tej technologii jako pierwsza mogła pozwolić sobie armia Stanów Zjednoczonych prowadząca zacięty wyścig z ZSRR w kwestii podróży kosmicznych. W walce o palmę pierwszeństwa koszty zeszły na dalszy plan. Liczyło się wykorzystanie technologii dającej największą przewagę w tym podniebnym wyścigu. To właśnie w 1958 roku NASA rozpoczęła wykorzystywanie ogniw słonecznych w kosmosie. Pełniły one rolę jednego ze źródeł zasilania satelitów orbitujących wokół Ziemi.
Gwałtowny rozwój fotowoltaiki
Druga połowa XX wieku to już rozwój fotowoltaiki pełną parą. NASA kontynuowała wykorzystanie technologii, a w międzyczasie ? w latach 70. ? koszty produkcji paneli PV znacząco się obniżyły. Przyczyniły się do tego między innymi ruchy organizacji prośrodowiskowych, embargo na import paliw z krajów arabskich (w latach 70. i 80) oraz inwestowanie w jednostki badawcze. Obniżenie kosztów paneli fotowoltaicznych przy jednoczesnym wzroście kosztów energii elektrycznej spowodowały znaczący wzrost zainteresowania fotowoltaiką. Ta zaczęła pojawiać się coraz częściej w gospodarstwach domowych.
Mimo wszystko dopiero początek XXI wieku to prawdziwy przełom w historii fotowoltaiki ? dziś nazywamy to potocznie fotowoltaicznym boomem. Właśnie wtedy rozpoczęto masową produkcję paneli PV. Fotowoltaika stała się jednym z technologicznych narzędzi realnie wpływających na poprawę kondycji naszej planety. Znacząco zredukowała powstający ślad węglowy oraz emisję CO2, hamując tym samym niekorzystne zmiany klimatyczne.
Fotowoltaika dziś i jutro
Podróż po historii fotowoltaiki zakończymy na czasach obecnych. Dziś fotowoltaika to najszybciej rozwijające się źródło odnawialnej energii. Jak wynika z raportu SolarPower Europe, w ubiegłym roku moc zainstalowana w fotowoltaice w krajach UE wzrosła o 41,4 GW. W 2022 roku osiągnęła aż 208,9 GW całkowitej mocy zainstalowanej. Największy przyrost osiągnęły Niemcy, Hiszpania i? Polska. Po raz pierwszy w historii nasz kraj zamknął podium z wynikiem 4,9 GW. Zaliczyliśmy wzrost o 29% względem roku wcześniejszego!
Eksperci przewidują, że do roku 2026 moc zainstalowana w fotowoltaice może się podwoić! SolarPower Europe przewiduje, że w 2023 roku panele PV wygenerują kolejne 53,6 GW. Jakie czynniki umożliwiają taki rozwój branży PV w nadchodzących latach? Wymienia się m.in.: kryzys energetyczny wywołany atakiem Rosji na Ukrainę czy wzrost cen energii elektrycznej. Nie bez znaczenia są także liczne regulację środowiskowe Unii Europejskiej. Istotna jest regulacja dotycząca obowiązku posiadania fotowoltaiki na dachach budynków publicznych oraz obowiązek wykazywania produkowanego śladu węglowego przez przedsiębiorców oraz detalistów. Zainteresowanych zachęcamy do zapoznania się z całym raportem dostępnym na stronie SolarPower Europe.